專利名稱：功能模塊供電控制電路及具有所述電路的電視機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于供電電路技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是涉及一種用于為功能模塊提供 穩(wěn)定供電電源的供電控制電路以及采用所述功能模塊供電控制電路設(shè)計的電視機(jī)。
背景技術(shù)：
隨著電視產(chǎn)品附加功能的日益增多，需要在現(xiàn)有電視機(jī)機(jī)芯電路的基礎(chǔ)上增加多 種多樣的功能模塊，比如數(shù)字電視模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊等。在目前的電視機(jī)電路板設(shè)計過程中， 為了能夠滿足不同消費者對附加功能的不同需求，并且達(dá)到方便電視產(chǎn)品整機(jī)電路板設(shè)計 的目的，研發(fā)人員往往將這些功能模塊設(shè)計在一塊單獨的PCB板上或者不同的功能模塊自 成一塊PCB板，然后，將這些功能模塊板按照設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)接口插接到電視機(jī)主板上，即可完 成整機(jī)電路的設(shè)計。采用這種多板設(shè)計方式不僅可以方便電視產(chǎn)品進(jìn)行功能擴(kuò)展，而且針對不同的附 加功能，研發(fā)人員只需設(shè)計相應(yīng)的功能模塊板插接到主板上即可，無需對主板電路進(jìn)行重 新設(shè)計，從而有利于縮短研發(fā)周期，提高生成效率。對于功能模塊板所需的供電電源，在目前的電路設(shè)計中往往采用主板上的電源為 其供電。這種供電方式在實際應(yīng)用過程中有時會出現(xiàn)以下問題1、在將功能模塊板的插頭與主板插座相插接的過程中，有時會因為插接不到位而 可能導(dǎo)致主板或者功能模塊板被燒壞；2、在對功能模塊板進(jìn)行熱插拔(主板正常工作)時，因為供電不穩(wěn)，可能會使功能 模塊板的工作不正常，甚至燒壞功能模塊板。因此，如何解決上述兩方面問題，以提高主板和功能模塊板的安全性，是本實用新 型所要解決的一項主要問題。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種功能模塊供電控制電路，以提高功能模塊的安全 性。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)一種功能模塊供電控制電路，所述功能模塊與主板相連接，在所述主板與功能模 塊上分別設(shè)置有匹配連接的插接口 ；在所述功能模塊的插接口中，兩端引腳連接系統(tǒng)地； 在所述主板的插接口中與所述的兩端引腳匹配連接的檢測引腳各自通過一組反相電路連 接處理器的輸入端；所述處理器設(shè)置在主板上，在檢測到通過兩組反相電路輸出的信號均 為高電平時，發(fā)出控制指令至主板上的電源電路，控制電源電路向功能模塊輸出供電電源。其中，所述兩組反相電路的輸出端可以同時連接處理器的同一路輸入端，以節(jié)約 處理器的接口資源。為了使功能模塊與主板共地，在所述功能模塊的插接口中除兩端引腳以外的中間 引腳中至少有一路引腳定義為接地引腳，連接所述的兩端引腳；在所述主板的插接口中與該路接地引腳匹配連接的引腳連接主板的系統(tǒng)地。作為所述反相電路的一種優(yōu)選設(shè)計方式，包括一顆NPN型三極管，所述三極管的 基極分別與直流電源和主板插接口中所述的檢測引腳相連接，所述三極管的發(fā)射極接地， 集電極分別與直流電源和所述處理器的輸入端相連接。為了使輸入到功能模塊的供電電源穩(wěn)定，將所述處理器的控制指令輸出端連接一 開關(guān)電路的控制，所述開關(guān)電路的開關(guān)通路連接在所述電源電路的輸出端與主板插接口中 的電源引腳之間，所述電源引腳在主板與功能模塊連接時，與功能模塊插接口中的供電引 腳連通。進(jìn)一步的，在所述開關(guān)電路中包括一顆NPN型三極管和一顆P溝道MOS管，所述 NPN型三極管的基極連接處理器的控制指令輸出端，發(fā)射極接地，集電極連接所述MOS管的 柵極，并通過電阻連接所述電源電路的輸出端；所述MOS管的源極連接所述電源電路的輸 出端，漏極連接所述主板插接口中的電源引腳。又進(jìn)一步的，在所述開關(guān)電路中，NPN型三極管的集電極通過兩個分壓電阻連接所 述電源電路的輸出端，兩個分壓電阻的中間節(jié)點連接所述MOS管的柵極。再進(jìn)一步的，所述主板和功能模塊的插接口均為插座，通過插接線相連通；或者將 所述主板的插接口設(shè)計成插座形式，所述功能模塊的插接口設(shè)計成與所述插座匹配插接的 插頭，從而使功能模塊可以直接插裝在主板上?；谏鲜龉δ苣K供電控制電路結(jié)構(gòu)，本實用新型又提供了 一種采用所述功能模 塊供電控制電路設(shè)計的電視機(jī)，包括主板和需要與其連接的功能模塊，所述主板與功能模 塊通過各自配置的插接口相連接。為了使主板僅在功能模塊與其插接到位后再向功能模塊 輸出供電電源，將所述功能模塊插接口中的兩端引腳定義為接地引腳，并連接系統(tǒng)地；在所 述主板的插接口中與所述的兩端引腳匹配連接的檢測引腳各自通過一組反相電路連接處 理器的輸入端；所述處理器設(shè)置在主板上，在檢測到通過兩組反相電路輸出的信號均為高 電平時，認(rèn)為主板和功能模塊的插接口插接到位，發(fā)出控制指令至主板上的電源電路，控制 電源電路向功能模塊輸出供電電源，以避免由于插接口插接不到位而引起主板或功能模塊 損壞的問題發(fā)生。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點和積極效果是本實用新型的功能模塊供電 控制電路通過在為功能模塊提供供電電源的主板上設(shè)計插接口檢測電路，在檢測到主板與 功能模塊準(zhǔn)確插接到位后再行控制主板上的電源電路為功能模塊供電，從而提高了主板和 功能模塊的安全性，降低了其燒毀事故發(fā)生的幾率。與此同時，主板在檢測到插接口插接到 位后，主板上的處理器待電源電路輸出穩(wěn)定后再控制其向功能模塊供電，由此可以解決在 功能模塊熱插拔時因為供電不穩(wěn)而使功能模塊不能正常工作，甚至損壞功能模塊的問題， 從而提高了整機(jī)電路運(yùn)行的可靠性和安全性。結(jié)合附圖閱讀本實用新型實施方式的詳細(xì)描述后，本實用新型的其他特點和優(yōu)點 將變得更加清楚。
圖1是本實用新型所提出的功能模塊供電控制流程圖；圖2是主板與功能模塊之間插接口的部分管腳定義圖；[0023]圖3是完成圖1所示控制流程而提出的一種實施例的功能模塊供電控制電路原理 圖；圖4是為提高供電穩(wěn)定性而設(shè)計的電源控制電路的一種實施例的電路原理圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。本實用新型為了提高功能模塊以及與其連接并為其提供供電電源的主板的安全 性，對功能模塊是否準(zhǔn)確到位地插接在主板上進(jìn)行檢測。具體來說，可以通過判斷二者之間 的插接口的兩端引腳(比如最上端引腳和最下端引腳)是否插接好來判定整個插接口是否 插接到位。當(dāng)且僅當(dāng)功能模塊與主板插接到位后，主板再控制其上的電源電路為功能模塊 供電。由此一來，可以提高輸出至功能模塊的供電電源的穩(wěn)定性，避免對功能模塊造成損 壞。其整體設(shè)計思路可以參見圖1所示的控制流程若最上端引腳插接好，則產(chǎn)生一 路高電平信號；若最下端引腳插接好，則產(chǎn)生另一路高電平信號。利用主板上設(shè)置的處理器 來接收所述的兩路信號并進(jìn)行判斷，若判斷出兩路信號均為高電平，則認(rèn)為功能模塊與主 板插接到位，處理器輸出控制指令至主板上的電源電路，控制電源電路向功能模塊供電；否 則，認(rèn)為功能模塊未插接好，阻斷向功能模塊的供電，以確保功能模塊及主板的安全。下面以電視機(jī)為例，通過一個具體的實施例來詳細(xì)闡述功能模塊供電控制電路的 具體組建結(jié)構(gòu)及其工作原理。實施例一，本實施例采用硬件設(shè)計方式來對電視機(jī)中的功能模塊與主板的插接情 況進(jìn)行自動檢測。參見圖2所示，首先，對電視機(jī)的主板和功能模塊上設(shè)置的用于匹配連接 的插接口 Jl、J2的引腳進(jìn)行重新定義，將功能模塊的插接口 J2中位于兩端的引腳定義為 接地引腳，比如最上端引腳1和最下端引腳n，并連接功能模塊的系統(tǒng)地GND。將主板插接 口 Jl中用于與所述的兩端引腳l、n匹配連接的引腳定義為檢測引腳C0N2、C0N1。然后，在 所述檢測引腳C0N2、CONl上分別連接反相電路U1、U2。當(dāng)功能模塊的最上端引腳1與主板 的檢測引腳C0N2插接到位時，由于功能模塊的最上端引腳1接地，因此使主板的檢測引腳 C0N2的電位為低，經(jīng)反相電路Ul取反后，輸出高電平信號至主板上的處理器，比如電視機(jī) 主板上的MCU芯片；若功能模塊的最上端引腳1未插接好，則反相電路Ul保持輸出低電平 信號。同理，當(dāng)功能模塊的最下端引腳η與主板的檢測引腳CONl插接到位時，通過與所述 檢測引腳C0N2相連接的反相電路U2輸出高電平信號至MCU，反之輸出低電平信號至MCU。 所述MCU在檢測到通過兩組反相電路U1、U2輸出的信號均為高電平時，認(rèn)為插接口 Jl、J2 插接到位，輸出控制指令至主板上的電源電路，控制電源電路向功能模塊輸出供電電源。若 MCU檢測到至少有一組反相電路Ul或U2輸出的信號為低電平，則認(rèn)為插接口 J1、J2未插接 好，從而控制電源電路停止向功能模塊供電，以避免對功能模塊和主板自身電路造成損壞。所述MCU可以通過其兩路輸入端分別接收兩組反相電路Ul、U2輸出的電平信號， 以進(jìn)行判斷。為了節(jié)省MCU的接口資源，也可以將兩組反相電路Ul、U2輸出的電平信號進(jìn) 行與運(yùn)算后，再傳輸至MCU。這樣一來，只需占用MCU的一路輸入端即可實現(xiàn)對插接口 J1、 J2插接狀態(tài)的準(zhǔn)確判斷。本實施例優(yōu)選采用第二種方式進(jìn)行電路設(shè)計。所述反相電路Ul、U2可以采用多種電路結(jié)構(gòu)形式設(shè)計實現(xiàn)，圖3為本實施例所提出的其中一種設(shè)計方式，由NPN型三極管V3或V4配合簡單的外圍電路組建形成。以反相 電路Ul為例進(jìn)行說明，將NPN型三極管V4的基極通過電阻RlO與插接口 Jl的檢測引腳 C0N2連接，并通過限流電阻R9連接直流電源VCC_3V3。所述直流電源VCC_3V3可以由主板 上的電源電路輸出提供。將NPN型三極管V4的發(fā)射極接地，集電極通過限流電阻Rll連接 直流電源VCC_3V3，并通過電阻R12與MCU的其中一路輸入端(比如其中一路GPIO 口 )相 連接。同理，反相電路U2可以采用NPN型三極管V3配合電阻R4、R5、R7、R8以及直流電源 VCC_3V3組建實現(xiàn)，具體連接關(guān)系參見圖3所示，這里不再展開說明。其工作原理是當(dāng)主板與功能模塊的插接口 Jl、J2的上下兩端均插接到位時，則 檢測引腳C0N1、C0N2均為低電平，拉低三極管V3、V4的基極電位，使三極管V3、V4處于截 止?fàn)顟B(tài)。此時，直流電源VCC_3V3將MCU的所述GPIO 口置為高電平，MCU認(rèn)為當(dāng)前功能模 塊與主板插接正常，可以開始向功能模塊供電。反之，若功能模塊未插接，或者其插接口 J2 的其中一端與主板插接口 Jl插接不到位，則至少一路檢測引腳C0N1、C0N2為高電平，從而 使至少一路NPN型三極管V3、V4受控導(dǎo)通，進(jìn)而將MCU的所述GPIO 口的電位拉低到地。此 時，MCU認(rèn)為插接口 J1、J2未插接好，控制電源電路停止向功能模塊輸出供電電源。當(dāng)然，所述反相電路Ul、U2也可以采用除三極管以外的其它元器件組建完成，比 如COMS反相器或者邏輯非門，配合簡單的外圍電路同樣可以實現(xiàn)對檢測引腳C0N1、C0N2上 的電平進(jìn)行取反的功能，本實施例并不僅限于以上舉例。為了提高整機(jī)電路運(yùn)行的可靠性，需要使功能模塊與主板共地，即功能模塊的系 統(tǒng)地應(yīng)該與主板的系統(tǒng)地為同一個地GND。為了實現(xiàn)該目的，本實施例在功能模塊的插接 口 J2中除兩端引腳1、η以外的中間引腳中選擇至少一路引腳(比如η-3引腳)定義為接 地引腳，連接所述的兩端引腳1、η。所述接地引腳η-3最好不要選擇緊挨兩端引腳1、η的 引腳進(jìn)行定義。同樣的，在主板的插接口 Jl中，將與該路接地引腳η-3匹配連接的引腳也 定義為接地引腳，連接主板的系統(tǒng)地GND。這樣一來，在功能模塊與主板插接后，功能模塊的 兩端引腳1、η即通過接地引腳η-3與主板的系統(tǒng)地GND連通，功能模塊上其它電路的接地 端同樣連接所述的接地引腳η-3，從而便實現(xiàn)了功能模塊與主板的共地。此外，為了解決在功能模塊熱插拔時，由于供電不穩(wěn)而造成功能模塊不能正常工 作甚至損壞的問題，本實施例對主板上電源電路的輸出作進(jìn)一步限制，即在MCU檢測到功 能模塊與主板已經(jīng)完好連接的信號(即GPIO 口為高電平)后，根據(jù)需要延遲一定時間，待 電源電路的輸出電壓正常后，再向電源電路發(fā)出為功能模塊供電的有效控制指令P0WEREN， 比如高電平信號，控制電源電路開始向功能模塊供電。為了實現(xiàn)上述目的，本實施例在現(xiàn)有電源電路的輸出端增設(shè)了如圖4所示的電源 控制電路。通過在電源電路的輸出端Vin與主板插接口 Jl中的電源引腳Vout之間增設(shè)開 關(guān)電路，并使其開關(guān)狀態(tài)受控于MCU發(fā)出的控制指令P0WEREN，從而在P0WEREN有效(比如 高電平)時，連通電源電路的輸出端Vin與電源引腳Vout之間的供電回路，進(jìn)而通過功能 模塊的插接口 J2中與電源引腳Vout匹配連接的供電引腳Vcc傳輸至功能模塊，為功能模 塊中的用電負(fù)載供電。反之，當(dāng)P0WEREN無效(比如低電平)時，開關(guān)電路受控關(guān)斷，切斷 電源電路的輸出端Vin與電源引腳Vout之間的供電回路，停止向功能模塊供電，以確保功 能模塊的用電安全，結(jié)合圖2所示。作為所述開關(guān)電路的一種優(yōu)選設(shè)計方式，本實施例采用一顆NPN型三極管V2配合一顆P溝道MOS管Vl進(jìn)行電路設(shè)計，如圖4所示。將所述NPN型三極管V2的基極通過電 阻Rl連接MCU的控制指令輸出端，接收MCU輸出的P0WEREN信號。三極管V2的發(fā)射極接 地，集電極通過分壓電阻R2、R3連接電源電路的輸出端Vin;分壓電阻R2、R3的中間節(jié)點連 接P溝道MOS管Vl的柵極，源極連接電源電路的輸出端Vin，漏極連接主板插接口 Jl中的 電源引腳Vout。其工作原理是當(dāng)MCU檢測到插接口 J1、J2插接到位后，延時一段時間，待電源電 路輸出穩(wěn)定后，產(chǎn)生高電平有效的控制指令P0WEREN，控制三極管V2導(dǎo)通。由于分壓電阻 R2、R3的存在，使MOS管Vl的源極電壓大于其柵極電壓，MOS管Vl進(jìn)入飽和導(dǎo)通狀態(tài)，將電 源電路輸出的直流供電電源輸出至主板插接口 Jl中的電源引腳Vout，進(jìn)而為與其插接的 功能模塊供電。反之，若MCU檢測到插接口 Jl、J2未插接好，則立即將P0WEREN信號置為無效的低 電平信號，控制三極管V2截止。此時，MOS管Vl由于其柵極電位等于源極電位而進(jìn)入截止 狀態(tài)，切斷電源電路向電源引腳Vout的供電，停止向功能模塊輸出供電電源。當(dāng)然，所述的開關(guān)電路也可以采用其它多種結(jié)構(gòu)形式，比如省去分壓電阻R2，直接 將MOS管Vl的柵極與三極管V2的集電極連接即可。當(dāng)然，也可以采用其他具有開關(guān)作用 的元器件來組建所述的開關(guān)電路，只需將開關(guān)電路的控制端連接MCU的控制指令輸出端， 開關(guān)通路連接在電源電路的輸出端Vin與主板插接口 Jl中的電源引腳Vout之間即可完成 電路設(shè)計。本實施例對此不進(jìn)行具體限制。在本實施例中，所述主板和功能模塊的插接口 Jl、J2可以都設(shè)計成插座的形式， 通過板間插接線插接連通，插接線兩端的插頭無論哪個沒有插接好，都認(rèn)為功能模塊與主 板未插接到位，主板不向功能模塊供電。為了進(jìn)一步方便功能模塊與主板的插接，還可以將 所述主板的插接口 Jl設(shè)計成插座形式，功能模塊的插接口 J2設(shè)計成與所述插座Jl匹配插 接的插頭形式，從而使功能模塊可以直接插裝在主板上，方便板間連接。當(dāng)然，本實施例的主板與功能模塊之間的供電控制方式并不僅限于在電視機(jī)的主 板與功能模塊板上使用，對于其他需要采用板間連接方式設(shè)計整機(jī)電路的電子產(chǎn)品來說， 同樣適用。值得說明的是，上述說明并非是對本實用新型的限制，本實用新型也并不僅限于 上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添 加或替換，也應(yīng)屬于本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種功能模塊供電控制電路，所述功能模塊與主板相連接，在所述主板與功能模塊 上分別設(shè)置有匹配連接的插接口 ；其特征在于在所述功能模塊的插接口中，兩端引腳連 接系統(tǒng)地；在所述主板的插接口中與所述的兩端引腳匹配連接的檢測引腳各自通過一組反 相電路連接處理器的輸入端；所述處理器設(shè)置在主板上，在檢測到通過兩組反相電路輸出 的信號均為高電平時，發(fā)出控制指令至主板上的電源電路，控制電源電路向功能模塊輸出 {共 ^！^ O
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能模塊供電控制電路，其特征在于在所述功能模塊的插 接口中除兩端引腳以外的中間引腳中至少有一路引腳定義為接地引腳，連接所述的兩端引 腳；在所述主板的插接口中與該路接地引腳匹配連接的引腳連接主板的系統(tǒng)地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能模塊供電控制電路，其特征在于所述兩組反相電路的 輸出端連接處理器的同一路輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的功能模塊供電控制電路，其特征在于在所述 反相電路中包括一顆NPN型三極管，所述三極管的基極分別與直流電源和主板插接口中所 述的檢測引腳相連接，所述三極管的發(fā)射極接地，集電極分別與直流電源和所述處理器的 輸入端相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的功能模塊供電控制電路，其特征在于所述處 理器的控制指令輸出端連接一開關(guān)電路的控制，所述開關(guān)電路的開關(guān)通路連接在所述電源 電路的輸出端與主板插接口中的電源引腳之間，所述電源引腳在主板與功能模塊連接時， 與功能模塊插接口中的供電引腳連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的功能模塊供電控制電路，其特征在于在所述開關(guān)電路中包 括一顆NPN型三極管和一顆P溝道MOS管，所述NPN型三極管的基極連接處理器的控制指 令輸出端，發(fā)射極接地，集電極連接所述MOS管的柵極，并通過電阻連接所述電源電路的輸 出端；所述MOS管的源極連接所述電源電路的輸出端，漏極連接所述主板插接口中的電源 引腳。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的功能模塊供電控制電路，其特征在于在所述開關(guān)電路中， NPN型三極管的集電極通過兩個分壓電阻連接所述電源電路的輸出端，兩個分壓電阻的中 間節(jié)點連接所述MOS管的柵極。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的功能模塊供電控制電路，其特征在于所述主板和功能模塊 的插接口均為插座，通過插接線相連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的功能模塊供電控制電路，其特征在于所述主板的插接口為 插座，所述功能模塊的插接口為與所述插座匹配插接的插頭。
10.一種電視機(jī)，包括主板和功能模塊，其特征在于還包括如權(quán)利要求1至9中任一 項權(quán)利要求所述的功能模塊供電控制電路。
專利摘要本實用新型公開了一種功能模塊供電控制電路及具有所述電路的電視機(jī)，包括主板和與其連接的功能模塊，在主板與功能模塊上分別設(shè)置有匹配連接的插接口；在功能模塊的插接口中，兩端引腳連接系統(tǒng)地；在主板的插接口中與所述的兩端引腳匹配連接的檢測引腳各自通過一組反相電路連接處理器的輸入端；所述處理器設(shè)置在主板上，在檢測到通過兩組反相電路輸出的信號均為高電平時，發(fā)出控制指令至主板上的電源電路，控制電源電路向功能模塊輸出供電電源。本實用新型通過在主板上設(shè)計插接口檢測電路，在檢測到主板與功能模塊準(zhǔn)確插接到位后再行控制主板上的電源電路為功能模塊供電，從而提高了主板和功能模塊的安全性，降低了其燒毀事故發(fā)生的幾率。
文檔編號H04N5/63GK201839371SQ20102051701
公開日2011年5月18日 申請日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月27日
發(fā)明者楊在原 申請人:青島海信電器股份有限公司